Beginn der wissenschaftlichen Astronomie

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Im 17. Jahrhundert erwachte in Hamburg wie im übrigen Europa das allgemeine naturwissenschaftliche Interesse als die Allmacht der kirchlichen Dogmen die geistige Entwicklung der Menschen nicht mehr vollständig knebeln konnten.

Die wissenschaftliche Entwicklung in Europa wurde vornehmlich durch drei Ereignisse beeinflußt. Zum Ersten war dies die Erfindung der Buchdruckerkunst durch Gutenberg im Jahre 1455. Dadurch wurde es möglich, daß sich wissenschaftliche Werke weit verbreiteten und nicht auf ein mühsames handschriftliches Kopieren beschränkt blieben. Die wissenschaftliche Lethargie des Mittelalters ist nicht zuletzt auch auf die Armut an Informationen zu dieser Zeit zurückzuführen. Das zweite Ereignis war die Entdeckung Amerikas durch Christoph Columbus im Jahr 1492. Hierbei ist nicht die Unterwerfung des amerikanischen Kontinents gemeint, sondern der Wagemut, sich auf eine Forschungsreise mit völlig ungewissem Ausgang einzulassen. Diese Entdeckungsreise beflügelte den neuen Forschergeist, denn zum ersten Mal war durch waghalsigen Entdeckungsdrang das Jahrhunderte alte Weltbild widerlegt worden: Jenseits vom „Ende der Welt", dem Rand der Erdscheibe, gab es Land. Viele Gelehrte glaubten zwar kaum noch an die Scheibengestalt der Erde, doch erst mit Columbus war der Beweis erbracht worden. Und wenn sich durch den neuen Forscherdrang neue Erkenntnisse in der Geographie auftaten, dann bestand Hoffnung, daß sich ein ähnlicher Erfolg auch in anderen Wissenschaften offenbaren würde.

„Almagest" des Claudius Ptolemäus (ca. 90 - 168 n.Chr.)

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Die nächste Erschütterung erlebte die naturwissenschaftliche Welt durch Nikolaus Kopernikus (1473 - 1543). Dieses Mal in der Astronomie. Bis zu diesem Zeitpunkt galt das Ptolemäische Weltbild seit nahezu 1400 Jahren als das einzig gültige. Claudius Ptolemäus (ca. 90 - 168 n.Chr.) hat in seinem „Almagest" das antike mathematisch-astronomische Wissen zusammengefaßt. Fortan bildete dieses Werk die allein gültige Grundlage vor allem im Bereich der Astronomie. Nach dem Weltbild des Ptolemäus war die Erde von einer Anzahl konzentrischer Sphären umgeben, die sich unabhängig voneinander bewegen konnten. Auf einer der Sphären bewegte sich die Sonne, auf anderen die Planeten, und auf der äußersten bewegten sich die Fixsterne.

Da bei diesem Modell die Erde im Zentrum aller Gedanken stand, wird es auch „geozentrisches Weltbild" genannt. Ptolemäus fügte seinem Werk einen Katalog der sichtbaren Sterne bei. Die Positionen dieser Sterne wurden von Hipparch von Alexandria (ca. 190 - 125 v. Chr.) gemessen und sind von Ptolemäus auf seine Zeit umgerechnet worden. Auch diese Sternpositionen des Hipparch wurden nach Ptolemäus nicht neu gemessen, sondern wurden auf die neuen Epochen lediglich umgerechnet. Ein Widerspruch, den das ptolemäische Weltsystem nur sehr umständlich erklären konnte, bestand in den gegenläufigen Phasen der Planetenbewegungen. Stände die Erde im Zentrum der Welt und kreisten die Planeten in konzentrischen Bahnen um sie herum, dürfte es keine rückläufigen Bahnbewegungen geben. Diese wurden aber beobachtet. Abhilfe brachte die Epizyklentheorie. So als drehe sich auf den Planetenbahnen ein unsichtbares Rad, auf dessen Rand der Planet saß, konnten die Bahnbewegungen mehr schlecht als recht erklärt werden. Je nach den Umlaufgeschwindigkeiten auf der großen Planetenbahn (dem Deferenten) und der auf den kleineren Kreisen (dem Epizykel) ließen sich angenäherte und rückläufige Bahnen konstruieren. Mitunter mußten mehrere ineinander verschachtelte Epizykeln zu Hilfe genommen werden.

Kopernikus verlegte die Sonne in das Zentrum der Sphären - die Geburt des „Heliozentrischen Weltbildes". Er tat dies nicht, um sich vom alten Weltbild radikal abzukehren, sondern „um die als schlecht empfundenen Irr- und Abwege der unmittelbaren Vergangenheit rückgängig zu machen und im nächsten Anlauf vermeiden zu können" (Fritz Krafft, 1993) . Die bis dahin angewandten hypothetischen mathematischen Hilfsmittel zur Berechnung von Planetenörtern hatten mit der physikalischen Realität kaum noch etwas gemeinsam. Kopernikus wurde somit ohne feste Absicht zum „Revolutionär". Trotzdem hatte auch seine Theorie ihre Schwächen. Die Verlegung der Erde auf eine der Sphären vermochte nämlich nicht die immer noch vorhandenen Ungenauigkeiten bei der Beobachtung der Planetenbewegungen zu erklären. Allerdings kam auch Kopernikus nicht ohne Epizykeln aus. Von großem Vorteil war nun aber, daß die Bewegungen der Planeten nicht durch viele planeteneigenen Rotationstheorien erklärt werden mußten, sondern daß auf eine einheitliche Theorie zurückgegriffen werden konnte.

Die Kirche bekämpfte diese Lehre sofort aufs Schärfste und auch von den Astronomen wurde sie, wohl auch aufgrund kaum vorhandener Kenntnis der Planetenbewegung, weitgehend abgelehnt. Nur vereinzelt nutzten einige Astronomen die neue Theorie als hypothetische Rechengrundlage, ohne Konsequenz für das physikalische Weltbild.

In die darauffolgende Zeit, in der die Kirche eine Gegenreformation versuchte, geriet auch Giordano Bruno (1548 - 1600). Er war ein eifriger Verteidiger des kopernikanischen Weltbildes und legte weitergehend als Kopernikus auch die von Aristoteles (384 - 322 v. Chr.) geprägte Vorstellung der Endlichkeit des Sphärensystems ab. Er ging von einer unendlichen Vielfalt der Welten aus. Für die damalige Zeit war dies ein utopisches Gedankengebäude. 1600 wurde Giordano Bruno als Ketzer auf dem Scheiterhaufen verbrannt. Der Tod auf dem Scheiterhaufen machte Giordano Bruno zum Märtyrer der kopernikanischen Lehre und infolge dessen traten auch in der katholischen Welt vermehrt Zweifel am alten System auf. 1616 und noch einmal 1633 verbot die Kirche das heliozentrische Weltbild und stellte den Glauben gegen physikalische Beweise. Und diese vermehrten sich ständig.

Link Galileo Projekt

 

Einer der bedeutendsten Verfechter des kopernikanischen Weltbildes war Galileo Galilei, der 1610 das astronomische Fernrohr erfand und damit immer neue Entdeckungen machte, die das alte Weltbild nicht erklären konnte. Das von ihm entdeckte Spiel der Monde um den Jupiter tat neue eigenständige Welten auf, die neben dem scheinbar so einzigartigen Planetenmodell mit der Erde im Zentrum existierten. Galilei erblickte im Fernrohr dazu eine Vielzahl von bisher unbekannten schwachen Sternen und entdeckte, daß sich mit dem Teleskop die Bilder der Planeten, von Mond und Sonne vergrößern ließen, nicht jedoch die Durchmesser der Sterne. Dies verdeutlichte, daß sie in unermeßlichen Entfernungen standen - viel weiter als bisher angenommen wurde. Die von Bruno favorisierte Unendlichkeit der Sphären schien real zu sein. Und schließlich standen auch die Beobachtungen von Mond und Sonne gegen die traditionelle Theorie. Das Mondbild wies Krater, Täler und Berge auf und war deutlich erdähnlich, wodurch die Exklusivität der Erde in Frage gestellt wurde. Auf der Sonne wurden Flecken gesichtet, die entstanden und wieder verschwanden. Diese belegten eine erneute Verletzung der Unveränderlichkeit des Himmels.

1616 und 1633 wurde Galilei vor das Inquisitionsgericht gezerrt, wo er seine, im Widerspruch zur kirchlichen Deutung stehenden Behauptungen rechtfertigen sollte. Um nicht das Schicksal wie Giordano Bruno zu erfahren, mußte Galilei nach dem Urteil der Inquisition vom kopernikanischen Weltbild auf den Knien abschwören und wurde nach Siena verbannt, durfte später aber in seinem Landhaus wohnen.

Die Kirche versuchte zwar weiterhin, Gedanken über das neue System zu unterbinden, doch war das naturwissenschaftliche Interesse in Europa schon zu stark erwacht, als daß es hätte gebremst werden können. Eine Wissenschaft, die am meisten aufzuholen hatte, war die Astronomie.

 

Das Tycho Brahesche Weltbild. Im Zentrum steht nach wie vor die Erde, um die sich Mond und Sonne drehen. Um die Sonne kreisen nun jedoch schon die anderen Planten, von Merkur bis Saturn

1584 baute Tycho Brahe auf der dänischen Insel Hven seine beiden Sternwarten „Stjerneborg" und „Uraniborg". 20 Jahre lang beobachtete Brahe die Sterne des Hipparchos-Kataloges mit einer verbesserten Genauigkeit. Erst ab dem 15. Jahrhundert hatten einige Astronomen - fast 1600 Jahre nach Hipparch - wieder damit begonnen, unabhängige Messungen von Sternpositionen zu machen. Andere bedeutende Astronomen, die dies ebenso wie Tycho Brahe unternahmen, waren Ulugh Bek, Purbach und Regiomontanus. Tycho Brahe setzte im Bezug auf Vollständigkeit und Genauigkeit neue Maßstäbe. Er erstellte einen so viel genaueren Sternenkatalog, daß damit Johann Kepler Bahndaten von Planeten präzise genug ermitteln konnte, um daraus schließlich die Bewegungsgesetze für Planeten abzuleiten: die drei Keplerschen Gesetze. Die mit Hilfe der Gesetze aufgestellten „Rudolfinischen Tafeln" zur Berechnung der Planetenbahnen im Jahr 1627 stellten alle bisherigen Rechnungen weit in den Schatten.

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Kepler (Uni-Linz)

Mit Tycho Brahe beginnt die eigentliche Astronomiegeschichte Hamburgs.